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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ニュートリノで探る対称性と宇宙像

Planned Research

Project AreaExploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos
Project/Area Number 18H05542
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

伊部 昌宏  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (50599008)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡利 泰山  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (40451819)
石渡 弘治  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (40754271)
北野 龍一郎  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50543451)
永田 夏海  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60794328)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywords素粒子標準模型を超える物理 / 初期宇宙論 / ニュートリノ / 弦理論
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は素粒子標準模型における未解決問題を解決する模型や大統一模型に対する新たなアイデアを提案し、ニュートリノ物理で探ることの出来る新物理の範囲を広げていくことにある。以下本年度の主な成果例を挙げる。
(1) μ粒子の異常磁気能率問題を解決可能なLmu-Ltauゲージ模型と宇宙の物質反物質非対称性の起源を説明するレプトジェネシス機構の整合性について研究した。その結果、ニュートリノ質量や混合角に強い予言が得られ、近い将来の0νββ実験で検証可能であることを示した。(2) Lmu-Ltauゲージ対称性などのレプトンの対称性と相性の良い統一模型の一種であるfake-GUT模型を詳細に調べ、陽子崩壊の分岐比に現れる特徴などを議論した。また超対称大統一理論の二重項・三重項ヒッグス分離問題を解決するヒッグス場が南部・ゴールドストーン場であるタイプの大統一模型が将来の陽子崩壊実験において検証可能であることを明らかにした。(3) 暗黒物質の小規模構造を用いて宇宙初期の曲率揺らぎへの制限を与える新しい手法を提示した。また、Planck衛星の観測とニュートリノ振動実験と整合するようなA4超共形対称性対称性を持つインフレーション模型を初めて確立させた。また、質量ゼロのフェルミオンが結合するQEDにおいて、磁場背景下でθ項の時間変化によりフェルミオン数が生成されるメカニズムを明らかにした。(4)ヒッグス物理やニュートリノ物理にも有効だと期待される μTRISTAN実験において、弾性散乱過程の精密測定が100TeVの物理に感度があることを突き止めた。(5)時空の幾何を定めると、弦理論では2次元時空上の共形場理論が定まる。この共形場理論が有理共形場理論になるのはどのような時空の幾何の場合かという問いに対する Gukov-Vafa の暫定予想を洗いなおし、改良版の予想を提示した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (30 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 11 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 9 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Tsung-Dao Lee Inst., Shanghai(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Tsung-Dao Lee Inst., Shanghai
  • [Int'l Joint Research] Minnesota University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Minnesota University
  • [Int'l Joint Research] Sogang University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Sogang University
  • [Journal Article] Minimal Nambu-Goldstone-Higgs model in supersymmetric SU(5) revisited2023

    • Author(s)
      Hamaguchi Koichi、Hor Shihwen、Nagata Natsumi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 107 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.035016

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantifying limits on CP violating phases from EDMs in supersymmetry2023

    • Author(s)
      Kaneta Kunio、Nagata Natsumi、Olive Keith A.、Pospelov Maxim、Velasco-Sevilla Liliana
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2023)250

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Muon g-2 and non-thermal leptogenesis in U(1) L_mu-L_tau model2023

    • Author(s)
      Eijima Shintaro、Ibe Masahiro、Murai Kai
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Pages: ー

    • DOI

      10.1007/JHEP05(2023)010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Precise estimate of charged Wino decay rate2023

    • Author(s)
      Ibe Masahiro、Mishima Masataka、Nakayama Yuhei、Shirai Satoshi
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2023)017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Subcritical regime of hybrid inflation with modular A4 symmetry2022

    • Author(s)
      Gunji Yoshihiro、Ishiwata Koji、Yoshida Takahiro
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP11(2022)002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precision μ+μ+ and μ+e- elastic scatterings2022

    • Author(s)
      Hamada Yu、Kitano Ryuichiro、Matsudo Ryutaro、Takaura Hiromasa
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2023 Pages: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac174

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Missing final state puzzle in the monopole-fermion scattering2022

    • Author(s)
      Kitano Ryuichiro、Matsudo Ryutaro
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 832 Pages: 137271~137271

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137271

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Understanding anomalous particle production in massless QED via time-varying θ angle2022

    • Author(s)
      Hamada Yu、Kitano Ryuichiro、Matsudo Ryutaro、Mukaida Kyohei
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2022)218

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Capture of electroweak multiplet dark matter in neutron stars2022

    • Author(s)
      Fujiwara Motoko、Hamaguchi Koichi、Nagata Natsumi、Zheng Jiaming
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 106 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.055031

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neutron star heating in dark matter models for the muon g ? 2 discrepancy2022

    • Author(s)
      Hamaguchi Koichi、Nagata Natsumi、Ramirez-Quezada Maura E.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2022)088

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] More on fake GUT2022

    • Author(s)
      Ibe Masahiro、Shirai Satoshi、Suzuki Motoo、Watanabe Keiichi、Yanagida Tsutomu T.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2022)087

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On odd number of fermion zero modes on solitons in quantum field theory and string/M theory2022

    • Author(s)
      Sato Yotaro、Tachikawa Yuji、Watari Taizan
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2022)043

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Axion quality problem alleviated by nonminimal coupling to gravity2022

    • Author(s)
      Hamaguchi Koichi、Kanazawa Yoshiki、Nagata Natsumi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 105 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.076008

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Axion mass in magnetic topological insulators2022

    • Author(s)
      石渡弘治
    • Organizer
      Summer NRF-JSPS Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Indirect searches on heavy dark matter decays and inflation2022

    • Author(s)
      石渡弘治
    • Organizer
      Direct and Indirect Detection of Dark Matter, The 2nd DMNet International Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 異種粒子コライダー実験でできる物理2022

    • Author(s)
      北野龍一郎
    • Organizer
      日本物理学会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Physics of pancake solitons2022

    • Author(s)
      北野龍一郎
    • Organizer
      Frontiers in Gravity and Fundamental Physics
    • Invited
  • [Presentation] Neutron Star Heating: WIMP DM vs Others2022

    • Author(s)
      永田夏海
    • Organizer
      DSU2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] GUT, proton decay, and BSM theories2022

    • Author(s)
      永田夏海
    • Organizer
      NNN2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Migdal Effect in Dark Matter Direct Detection Experiments2022

    • Author(s)
      伊部昌宏
    • Organizer
      DM3 Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Migdal effect2022

    • Author(s)
      伊部昌宏
    • Organizer
      Direct and Indirect Detection of Dark Matter, The 2nd DMNet International Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gauge Kinetic Mixing and Dark Topological Defects2022

    • Author(s)
      伊部昌宏
    • Organizer
      Frontiers in Gravity and Fundamental Physics
    • Invited
  • [Presentation] Phenomenology in the Fake GUT2022

    • Author(s)
      渡邉圭一
    • Organizer
      日本物理学会(2022秋季)
  • [Presentation] 荷電ウィーノ崩壊率の精密計算2022

    • Author(s)
      三島大和
    • Organizer
      日本物理学会(2022秋季)
  • [Presentation] Towards Hodge theoretic characterization of 2d rational SCFTs2022

    • Author(s)
      岡田昌樹
    • Organizer
      Strings and Fields 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Constraining 4d N=2 Heterotic-IIA vacua by integral monodromy2022

    • Author(s)
      渡利泰山
    • Organizer
      Strings and Fields 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] Kashiwa Dark Matter Symposium 20222022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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